إن الطريقة التقليدية في تصنيع المواد الكيماوية المختلفة تتم بخلط مكونات التفاعل معا بدون الأخذ في الاعتبار اتجاه الذرات الداخلة في التفاعل وبالتالي فإن المادة الكيماوية الناتجة تكون خليطا من عدة مواد، أما باستخدام تقنية النانو فمن الممكن توجيه وضع الذرات الداخلة في التفاعل بتوجيه محدد وبالتالي فان المواد الناتجة سوف تكون أكثر دقة وأكثر نقاوة من التصنيع بالطرق التقليدية وكذلك قإن تقنية النانو تعمل على تقليل تكلفة الإنتاج وخفض الطاقة المستهلكة.
وهناك أجهزة على مستوى النانو تقوم بتوجيه الذرات ووضعها في مكانها الصحيح أثناء عملية التفاعل.
و أيضاً هناك مركبات تم هندستها بتقنية النانو لتتوافق مع مستوى الجزيئات والذرات، لذا فإن هذه التقنية ستخدامت في كل من التشخيص والعلاج للأمراض من شتى المجالات ومنها أمراض القلب و المخ والأعصاب والحروق والإصابات ومشاكل الإنجاب، وأيضاً استخدمت بطريقة فعّالة في مستحضرات التجميل. فمن الناحية العلاجية يمكن بواسطة هذه التقنية استئصال و القضاء على المرض وذلك بالبحث عن وتدمير الخلايا المسببة للأمراض وكذلك علاج أو إصلاح الخلايا التالفة وأيضا استخدام مضخات أو وسائل على مستوى التكنولوجيا الجزيئية كناقلة للأدوية.
ومن الأدوات المستخدمة في تقنية النانو في المجال الطبي :
• الأجهزة المجهرية الدقيقة والمطورة مثل المجهر الإلكتروني الماسح .
• المعدات المستخدمة في تصوير الخلايا والبكتيريا والفيروسات والوحدات الجزيئية.
• جزيئات الكربون حيث يتم تشكيلها لإنتاج مواد أقوى 100 مرة من الفولاذ على الرغم من أن وزنها سدس وزن الفولاذ وأكثر من النحاس من ناحية التوصيل ، ويمكن أن يستخدم بأمان في بعض التطبيقات الطبية مثل أنظمة إيصال الأدوية
• الأجهزة الدقيقة التي تضم النظم الكهربائية الصغيرة (MEMS) والتي تحتوي على أجزاء متحركة مصغره للعمليات الجراحية والأجهزة المنظمة لضربات القلب.
• ميكرو فلويديكس ((Microfluidics لإجراء اختبارات الحمض النووي.
وهناك ثلاثة مراحل للوصول إلى مواد وأجهزة وآلات مصنعة بالتكنولوجيا النانوية هي:
(1) التأثير والتحكم بكل ذرة من الذرات المكون للمادة، وهذا يعني تطوير طريقة للامساك بالذرة وتحريكها إلى المكان المطلوب، وفي الحقيقة تمكنت شركة IBM في العام 1990من كتابة اسم الشركة على سطح بلورة بواسطة ترتيب 35 ذرة من ذرات عنصر الزينون على سطح بلورة من النيكل واستخدم علماء شركةIBM لذلك جهاز الميكروسكوب الذري atomic force microscopy
(2) المرحلة الثانية وهي تطوير آلات نانوية تسمى المجمعassembler ، تبرمج مسبقاً لتتحكم في الذرات .
(3) لتطوير المجمعات يجب توفر أجهزة نانوية تسمى المستنسخات replicators تكون مبرمجة لتبني هذه المجمعات.
نستنتج مما سبق أن التكنولجيا النانوية تحتاج إلى بلايين من المستنسخات لبناء البلايين من المجمعات وهذه لن يزيد حجمها عن مكعب بحجم 1 ميليمتر مكعب والتي بدورها تتحكم في الذرات.
و في حوار مع البروفيسور منير نايفة يقول : (إنه على سبيل المثال ما اكتشفناه في مختبري في جامعة الينوي الأمريكية، انه اذا ما أخذنا مادة السيليكون المعتمة جدا جدا والتي هي المكون الرئيسي للأرض والرمال وكل الأجسام في الكون، وعملنا منها حبيبة بقطر واحد نانو، فنصبح نراها تتألق بلون أزرق شديد جدا تحت تأثير الضوء البنفسجي، وباللغة العامية وكأننا حولنا الرمل الى مادة متألقة).
وقد بدأت منتجات النانو تكنولوجي في غزو السوق الاوروبيه وايضا توجد بعض المنتجات العربيه بالنانو تكنولوجي ويوجد حاليا أكثر من 400 سلعه أستهلاكيه نشأت نتيجة استخدام النانو تكنولوجي .
بعض المنتجات الفعليه التي تم صنعها والمنتجات التي يجري عليها العلماء التجارب والابحاث:
1- صناعة الطائرات و السيارات: تقدّم تقنية النانو الكثير لتحسين الصناعة في هذا المجال، فمثلا تتدخل هذه التقنية في صناعة الأبواب و المقاعد والدعامات، و من أهم مميزات هذه القطع المحسّنة أنها صلبة و ذات مرونة عالية في نفس الوقت كما أنها تتميز بخفة وزنها.و من ميزات القطع المحسنة المستخدمة في صناعة الأجزاء الداخلية أنها تقلل من استهلاك الوقود.كما أنها ستساعد في صنع محركات نفاثة تتميز بهدوئها و أدائها العالي.
2- تدخل تقنية النانو في تحسين الزجاج بشكل عام و تحسين زجاج النوافذ بشكل خاص حيث يصبح عالي الشفافية، و ذلك باستخدام نوع معين من جسيمات النانو في صناعة نوع من الزجاج يعرف باسم "الزجاج النشط"، حيث أن هذه الجسيمات تتفاعل مع الأشعة الفوق بنفسجية فتهتز مما يزيل الرواسب و الأوساخ والغبار الملتصق بالسيارات كما أن هذه الجسيمات تتميز بأنها تشكل سطحا قابلا للماء مما يجعل تنظيفها أمرا سهلا لدرجة أنه أطلق عليه اسم "زجاج التنظيف الذاتي".
3-صناعة النظارات الشمسية: قامت شركة النظارات الشمسية sunglasses بتصنيع طلاء بلاستيكي مقاوم للخدش و الانعكاس و أنتجت نظارات النانو ذات الكفاءة العالية و الخصائص المميزة ، و يعتبر سعر هذه النظارات معقولا نظرا لصغر الكمية المطلوبة من جسيمات النانو في تصنيعها.
4- صناعة الملابس: ستكون مقاومة للبقع و السوائل، و ستحمي من أضرار الأشعة الفوق بنفسجية.. و الأهم من ذلك كله أن تلك الملابس ستكون قادرة على توفير الاتصال بالانترنت، و إعادة شحن الأجهزة، و مراقبة الحالة الصحية لمرتديها!
5- المنتجات الرياضية: تستخدم تقنية النانو في هذا المجال بشكل عام لهدفين، أولا لتقوية الأدوات الرياضية، و ثانيا لإكسابها المرونة و الخفة.حيث أن بعض جسيمات النانو أقوى 100 مرة من المعدن الصلب و أخف منه بست مرات. و من المنتجات التي تم تحسينها: مضارب الهوكي، مضارب البيسبول، مضارب و كرات التنس، كرات القولف.
6- صناعة الدهانات و الأصباغ: تتميز هذه الدهانات بأن لها القدرة على مقاومة الخدش و التآكل و التفتت مما سيجعلها مناسبة تماما لدهن السفن والمراكب.
7-التطبيقات الصحية: و من أهمها سوائل النانو المضادة للبكتيريا و المكروبات المسئولة عن الكثير من الأمراض. و تتميز هذه المطهرات بعدم تأثيرها على الأسطح فهي لا تسبب التآكل و لا الصدأ . من جهة اخرى : بالإضافة إلى استخدامها في الملابس المضادة للبقع. أيضاً تمكن باحثون في جامعة "هانج يانج" بكوريا الجنوبية من إدخال نانو الفضة على المضادات الحيوية. ومن المعروف ان الفضة قادرة على القضاء على حوالي 650 جرثومة دون إيذاء خلايا الجسم
8- الشاشات: تتميز الشاشات التي تم تحسينها بتقنية النانو بأنها توفر كثيرا من الطاقة التي تستهلك في تشغيلها، كما أنها ستتميز بوضوح و دقة عالية. أما بالنسبة لحجمها فهي تتميز بصغر سماكتها و خفة وزنها.
9- مادة مولدة للضوء: مصنوعة من نانو أوكسيد الحديد محاطا برصاص السيلينايد، وهو نصف موصل للحرارة وقادر على توليد الضوء وهذه الميزة الخاصة، لها استعمالات كثيرة في مجالات الطاقة والبطاريات. ولقد ابتكر علماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مصدرا جديدا للطاقة، بالاعتماد على تكنولوجيا النانو المتناهية الصغر، وهذا يفتح الباب أمام توليد الكهرباء وصناعة بطاريات بتقنيات صديقة للبيئة ودون تكلفة مادية كبيرة. ويعتمد هذا الابتكار على خلق موجة حرارية مولدة للطاقة من خلال تمرير الإلكترونات عبر أنابيب كربونية تعرف باسم «نانوتيوب» لتحتك بطبقة من الوقود، وذلك بأسلوب مشابه لعمل البطاريات العادية التي تعتمد أيضاً على نقل الإلكترونات من جانب إلى آخر. وقال مايكل سترانو، الأستاذ المساعد لشؤون الهندسة الكيماوية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن التقنية الجديدة قابلة للاستخدام في مجال توفير الطاقة للإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.وأوضح سترانو، أن الاكتشاف يتيح بناء بطاريات أصغر من نظيراتها المتوافرة حالياً بعشر مرات، مضيفا بأن بعضا من مزايا هذه التكنولوجيا تسمح بتوليد الكثير من الطاقة باستخدام أجهزة متناهية الصغر،ولهذا لابتكار فوائد بيئية أخرى، إذ أن البطاريات التي يمكن صناعتها بهذه التكنولوجيا ستعتمد على مادة الكربون العضوية القابلة للتحلل، وهي لا تحتوي على مواد سامة مثل البطاريات العادية المصنوعة من الرصاص والنيكل والكادميوم.
10- ماده تضاف إلى البلاستيك والسيراميك و المعادن فتصبح قويه كالفولاذ وخفيفة كالعظام وستكون لها استعمالات كثيرة خصوصا في هيكل الطائرات والأجنحة ، فهي مضادة للجليد ومقاومه للحرارة حتى 900درجه مئوية.
11- مشروب لا لون له ولا طعم يتضمن مواد نانوية للون والطعم عندما نضعه في المكروييف على تردد معين يصبح عندنا عصير ليمون وعلى تردد آخر يصبح هو نفسه شراب التفاح ، وهكذا ......
12- ورق مصري عبر تكنولوجيا النانو من مخلفات قصب السكر وقش الأرز بجودة أعلى من الجودة العالمية المعروفة للورق. .
13- غرفة عمليات كاملة في كبسولة صغيرة يتم وضعها داخل جسم المريض لتقوم بتنفيذ برنامج العملية الذي برمجه الطبيب فيها حسب حالة المريض.
إعداد الطالبتين:
نعيمه مناور المطيري
وصايف عبد الرحمن الرفاعي
